CN104073715A

CN104073715A - 一种高磁感无取向电工钢及其制造方法

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Publication number: CN104073715A
Application number: CN201410276236.8A
Authority: CN
Inventors: 王立涛; 裴英豪; 施立发; 裴陈新; 董梅; 何峰; 丰慧
Original assignee: Magang Group Holding Co Ltd; Maanshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Magang Group Holding Co Ltd; Maanshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2014-06-19
Filing date: 2014-06-19
Publication date: 2014-10-01
Anticipated expiration: 2034-06-19
Also published as: CN104073715B

Abstract

本发明涉及一种高磁感无取向电工钢及其制造方法，通过对常化加热段加热速率控制、常化冷却段速度控制，并采取合适的抛丸酸洗工艺制度配合，为后工序提供板面质量优良的原料，在不添加附加合金元素、不改变成品退火工艺的情况下，磁感B₅₀提高200-500高斯，铁损实物质量水平提高3-5％。也可以通过退火工艺优化进一步改善产品的磁性能，使磁感进一步提高。本发明产品可以满足常规电机要求，更可以满足高效电机、变频电机铁芯用电工钢高磁感的要求，电机效率得到提高，产品能耗、噪音得到降低。

Description

一种高磁感无取向电工钢及其制造方法

技术领域

本发明涉及无取向电工钢及其制造方法，主要涉及产品为用于生产高效、超高效电机的具有高磁感的高牌号无取向电工钢的制造方法。

背景技术

低铁损高磁感无取向电工钢是功能性材料重要组成部分，因其铁损低、磁导率高、磁致伸缩小等优良特性，成为大、中型水力、火力、风力发电机等旋转设备铁芯制造领域的主要材料。近年来随着环保要求、电机高效化标准要求越来越高，对于电机铁芯材料电工钢低铁损、高磁感的需求越来越强烈。

为获得高的磁感应强度，以前有通过热轧保温+二次冷轧(专利号：95119969.2)、二次退火法(专利号：91107594.1、00133842.0)、两相区终轧+高温卷取并保温法(专利号：95194275.1)、合金成分调整法(专利号：200510027401.7、特開平11-172333、00115993.3、01138224.4)、低温浇注(特公昭49-39526)、高温终轧+层流后段冷却(特公昭62-5402)等方法，这些方法都能达到获得高磁感、高磁通密度的目的，但这些方法在一定程度上会影响生产节奏和生产效率，增加生产成本。专利200510027401.7、00115993.3采用Al代Si、添加偏析元素Sn、Sb，晶界强化元素B、热轧大压下等一系列制造方法，生产成本大幅增加，而且由于晶界偏析元素容易带来磁性能不稳定的问题。专利01138224.4采用了低Al加晶界偏聚元素P+Sn/Sb合金设计体系，在成本升高的同时还带来冷轧断带的风险。采用低温浇注(特公昭49-39526)容易带来连铸蓄流、产品夹杂物增多等一系列产品质量问题和生产控制问题。采用高温终轧+层流后段冷却方法(特公昭62-5402)由于铸坯加热温度高达1250℃，容易造成铸坯塌头、金属烧损增加、热轧表面质量变坏等一系列问题，影响生产节奏和产品质量，提高生产成本。

常规无取向电工钢生产方法通过提高Si含量来实现降低铁损的目的，但会带来材料磁导率下降，磁感降低的弊端。这就与当前电机行业的需求不同步，对原有的制造方法提出了新的挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无取向电工钢及其制造方法，通过对常化加热段加热速率控制、常化冷却段速度控制，并采取合适的抛丸酸洗工艺制度配合，为后工序提供板面质量优良的原料，在不添加附加合金元素、不改变成品退火工艺的情况下，磁感B₅₀提高200-500高斯，铁损实物质量水平提高3-5％。也可以通过退火工艺优化进一步改善产品的磁性能，使磁感进一步提高。本发明产品可以满足常规电机要求，更可以满足高效电机、变频电机铁芯用电工钢高磁感的要求，电机效率得到提高，产品能耗、噪音得到降低。具体技术方案如下：

一种高磁感无取向电工钢的制造方法，包括如下步骤：(1)铁水预处理；(2)转炉冶炼；(3)RH精炼；(4)薄板坯连铸连轧；其中，热轧原料中按照重量百分比含有Si≥1.60％、Al≥0.25％。

进一步地，热轧原料中按照重量百分比含有Si≤3.5％，Al≤1.5％。

进一步地，其为无取向硅钢，且原料厚度≤3.0mm。

进一步地，步骤(4)中铸坯厚度50-150mm。

进一步地，所述热轧原料经过常化处理。

进一步地，常化处理采用纯N₂气氛保护，包括如下步骤：

a.通过调整常化加热段加热速率，预热段带钢升温速度在15～20℃/s；

b.加热段第一段加热速度在≥20℃/s，带钢经过加热段第一段后温度≥700℃；

c.然后以＜20℃/s的加热速率升温到1200℃以下，带钢常化工艺段实施温度在800-1200℃范围实施常化处理。

进一步地，实施热轧板常化的钢板经一次冷轧到0.35mm、0.50mm，直接进行退火及绝缘涂层涂覆。

进一步地，还包括如下步骤：(5)均热；(6)热轧；(7)冷却；(8)卷取。

进一步地，连铸坯厚度90mm，均热炉温度1150℃，卷取温度680℃，热轧板厚度2.5mm，其中热轧板按照重量百分比含有0.0040的C，2.85的Si，0.25的Mn，0.0080的P，0.0026的S，0.35的Al，0.0015的N；或者，连铸坯厚度230mm，均热炉温度1130℃，卷取温度690℃，热轧板厚度2.2mm，其中热轧板按照重量百分比含有0.0060的C，2.15的Si，0.30的Mn，0.0080的P，0.0045的S，0.31的Al，0.0035的N。

一种高磁感无取向电工钢，采用上述的制造方法制得。

与目前现有技术相比，本发明本发明的一种高磁感无取向电工钢的制造方法具有以下优点：

1.该方法适用于薄板坯连铸连轧流程以及传统厚板坯流程生产的高磁感无取向电工钢；

2.该方法不需要增加合金元素，不需要添加额外的微量元素，不需要改变原有成品退火工艺，仅通过常化工艺调整，获得高得(100)面织构，磁感B₅₀提高200-500高斯，铁损实物质量水平提高3-5％。

3.通过调整无取向电工钢常化退火工艺方案，在不改变合金成分、不添加其他合金元素的基础上，仅通过常化退火过程中对加热段加热速率改变以及均热温度的搭配，获得高得(100)面织构，从而提高最终产品的磁感，减小最终产品的各向异性，满足高效电机的需求。

4.可以有效提高常化机组生产效率，同时合适的酸洗方法，常化过程轻微脱碳形成的脱碳层可以减少冷轧轧辊磨削，有利于提高带钢厚度精度。

具体实施方式

下面对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。

一种高磁感无取向电工钢的制造方法的技术方案基于以下特征：

1、本制造方法针对于Si≥1.60％、Al≥0.25％的电工钢热轧原料，从而保证材料具有较低的铁损，满足最终产品低铁损的影响，不需要额外合金元素的添加；

2、基于冷轧顺行、产品性能合格率考虑，上述1中最佳化学成分要求Si≤3.5％，Al≤1.5％；

3、上述方案中的无取向硅钢原料厚度≤3.0mm，包含采用薄板坯连铸连轧方法生产，铸坯厚度50-150mm；采用传统厚板坯流程生产，铸坯厚度200-250mm；

4、方案所述热轧原料必须经过常化处理，常化采用纯N₂气氛保护，通过调整常化加热段加热速率，预热段带钢升温速度在15～20℃/s，加热段第一段加热速度在≥20℃/s，带钢经过加热段第一段后温度≥700℃，然后以＜20℃/s的加热速率升温到1200℃以下，带钢常化工艺段实施温度在800-1200℃范围了实施常化处理。

5、实施热轧板常化的钢板经一次冷轧到0.35mm、0.50mm，不需要对退火工艺进行调整直接进行退火及绝缘涂层涂覆，获得高得(100)面织构，磁感B₅₀提高200-500高斯，铁损实物质量水平提高3-5％。

优选实施例1：

冶炼钢水的化学成分见表1。按照铁水预处理→转炉冶炼→RH精炼→薄板坯连铸连轧工艺路线进行准备，连铸坯厚度90mm，均热炉温度1150℃，均热后热轧，热轧后冷却、卷取，卷取温度680℃，热轧板厚度2.5mm。

表1实施例化学成分(wt％)

序号	C	Si	Mn	P	S	Al	N	Fe
									1	0.0040	2.85	0.25	0.0080	0.0026	0.35	0.0015	余量
2	0.0038	1.85	0.30	0.015	0.0021	0.30	0.0016	余量

不同成分的热轧板按照表2所示的常化工艺进行常化，然后冷轧至0.50mm，进行成品退火，所得试样制成30×320mm方圈试样，进行磁性能测量。序号X-Y中X为实施例不同化学成分序号，Y为实施例常化工艺编号，其中1、2为本发明工艺，3为比较工艺。可以看出本发明方法磁感提到200-300高斯，铁损降低率大于5％。

表2 常化工艺参数

优选实施例2：

冶炼钢水的化学成分见表1。按照铁水预处理→转炉冶炼→RH精炼→热连轧工艺路线进行准备，连铸坯厚度230mm，均热炉温度1130℃，均热后热轧，热轧后冷却、卷取，卷取温度690℃，热轧板厚度2.2mm。

表3 实施例化学成分(wt％)

序号	C	Si	Mn	P	S	Al	N	Fe
									1	0.0060	2.15	0.30	0.0080	0.0045	0.31	0.0035	余量

不同成分的热轧板按照表2所示的常化工艺进行常化，序号1-1为发明例，序号1-2为比较例，然后冷轧至0.35mm，进行成品退火，所得试样制成30×320mm方圈试样，进行磁性能测量。可以看出本发明方法得到了产品磁感明显改善的产品。

表4常化工艺参数

上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种高磁感无取向电工钢的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)铁水预处理；

(2)转炉冶炼；

(3)RH精炼；

(4)薄板坯连铸连轧；

其中，热轧原料中按照重量百分比含有Si≥1.60％、Al≥0.25％。

2.如权利要求1所述的高磁感无取向电工钢的制造方法，其特征在于，热轧原料中按照重量百分比含有Si≤3.5％，Al≤1.5％。

3.如权利要求1或2所述的高磁感无取向电工钢的制造方法，其特征在于，其为无取向硅钢，且原料厚度≤3.0mm。

4.如权利要求1-3中任一项所述的高磁感无取向电工钢的制造方法，其特征在于，步骤(4)中铸坯厚度50-150mm。

5.如权利要求1-4中任一项所述的高磁感无取向电工钢的制造方法，其特征在于，所述热轧原料经过常化处理。

6.如权利要求5所述的高磁感无取向电工钢的制造方法，其特征在于，常化处理采用纯N₂气氛保护，包括如下步骤：

7.如权利要求5或6所述的高磁感无取向电工钢的制造方法，其特征在于，实施热轧板常化的钢板经一次冷轧到0.35mm、0.50mm，直接进行退火及绝缘涂层涂覆。

8.如权利要求1-7中任一项所述的高磁感无取向电工钢的制造方法，其特征在于，还包括如下步骤：

(5)均热；

(6)热轧；

(7)冷却；

(8)卷取。

9.如权利要求8所述的高磁感无取向电工钢的制造方法，其特征在于，连铸坯厚度90mm，均热炉温度1150℃，卷取温度680℃，热轧板厚度2.5mm，其中热轧板按照重量百分比含有0.0040的C，2.85的Si，0.25的Mn，0.0080的P，0.0026的S，0.35的Al，0.0015的N；或者，连铸坯厚度230mm，均热炉温度1130℃，卷取温度690℃，热轧板厚度2.2mm，其中热轧板按照重量百分比含有0.0060的C，2.15的Si，0.30的Mn，0.0080的P，0.0045的S，0.31的Al，0.0035的N。

10.一种高磁感无取向电工钢，其特征在于，采用如权利要求1-9所述的制造方法制得。